Test drive nga gasolina ug diesel nga mga makina sa usa ka makina o HCCI nga makina: Bahin 2

Giingon ni Mazda nga sila ang una nga mogamit niini sa serye

Nga adunay limpyo nga mga gas sama sa gasolina ug pagkaepisyente sa diesel fuel. Kini nga artikulo mao ang bahin sa kung unsa ang mahitabo kung ang paglaraw sa usa ka sulundon nga makina nga adunay homogenous nga pagsagol ug autoignition sa panahon sa compression. Gitawag ra kini sa mga tigdesinyo nga HCCI.

Pagkolekta sa kahibalo

Ang mga pundasyon sa maong mga proseso nagsugod balik sa dekada setenta, sa dihang ang Japanese engineer nga si Onishi nagpalambo sa iyang teknolohiya nga "Active combustion in the thermo-atmosphere". Sa nataran, ang 1979 mao ang panahon sa ikaduha nga krisis sa lana ug ang una nga seryoso nga ligal nga mga pagdili sa kinaiyahan sa kinaiyahan, ug ang katuyoan sa engineer mao ang pagdala sa duha ka-stroke nga mga motorsiklo nga kasagaran nianang panahona sa linya sa kini nga mga kinahanglanon. Nahibal-an nga sa light ug partial load mode, usa ka dako nga kantidad sa mga tambutso nga gas ang gitipigan sa mga silindro sa duha ka-stroke nga mga yunit, ug ang ideya sa Japanese nga tigdesinyo mao ang paghimo sa mga disbentaha niini ngadto sa mga bentaha pinaagi sa paghimo sa usa ka proseso sa pagkasunog diin ang nahabilin nga mga gas ug taas nga temperatura sa gasolina nagsagol alang sa mapuslanon nga trabaho.

Sa unang higayon, ang mga inhenyero gikan sa Onishi team nakahimo sa pagpatuman sa usa ka halos rebolusyonaryong teknolohiya sa iyang kaugalingon, nga nagpahinabo sa usa ka kusog nga proseso sa pagkasunog nga tinuod nga malampuson nga nakunhuran ang mga emisyon sa tambutso. Bisan pa, nakit-an usab nila ang hinungdanon nga mga pag-uswag sa kahusayan sa makina, ug wala madugay pagkahuman gibuksan ang pag-uswag, ang parehas nga mga proseso gipakita sa Toyota, Mitsubishi ug Honda. Ang mga tigdesinyo nahingangha sa hilabihan ka hapsay ug sa samang higayon nga high-speed nga pagkasunog sa mga prototype, pagkunhod sa konsumo sa gasolina ug makadaot nga mga emisyon. Sa 1983, ang una nga mga sample sa laboratoryo sa upat ka-stroke nga self-ignition nga mga makina nagpakita, diin ang pagkontrol sa proseso sa lainlaing mga mode sa operasyon posible tungod sa kamatuoran nga ang kemikal nga komposisyon ug ratio sa mga sangkap sa gasolina nga gigamit hingpit nga nahibal-an. Bisan pa, ang pag-analisar sa kini nga mga proseso medyo karaan, tungod kay kini gibase sa pangagpas nga kini nga matang sa makina gihimo tungod sa mga kinetics sa mga proseso sa kemikal, ug ang ingon nga pisikal nga mga panghitabo sama sa pagsagol ug kasamok dili hinungdanon. Sa 80s nga ang mga patukoranan gipahimutang alang sa unang analytical nga mga modelo sa mga proseso base sa pressure, temperatura ug konsentrasyon sa mga sangkap sa sugnod ug hangin sa gidaghanon sa lawak. Ang mga tigdesinyo miabut sa konklusyon nga ang operasyon niini nga matang sa makina mahimong bahinon ngadto sa duha ka nag-unang bahin - ignition ug volumetric nga pagpagawas sa enerhiya. Ang pag-analisar sa mga resulta sa panukiduki nagpakita nga ang pagsunog sa kaugalingon gisugdan sa parehas nga ubos nga temperatura nga pasiuna nga mga proseso sa kemikal (nahitabo sa ubos sa 700 degree nga adunay pagporma sa mga peroxide) nga responsable sa makadaot nga pagkasunog sa detonation sa mga makina sa gasolina, ug ang mga proseso sa pagpagawas sa panguna nga enerhiya. taas nga temperatura. ug gihimo sa ibabaw niini nga kondisyon nga limitasyon sa temperatura.

Kini mao ang tin-aw nga ang trabaho kinahanglan nga naka-focus sa pagtuon ug pagtuon sa mga resulta sa mga kausaban sa kemikal nga gambalay ug komposisyon sa bayad ubos sa impluwensya sa temperatura ug pressure. Tungod sa kawalay katakus sa pagpugong sa bugnaw nga pagsugod ug pagtrabaho sa labing taas nga mga karga sa kini nga mga mode, ang mga inhenyero mogamit sa usa ka spark plug. Gipamatud-an usab sa praktikal nga pagsulay ang teorya nga ang kaepektibo mas ubos kung nag-operate gamit ang diesel fuel, tungod kay ang ratio sa compression kinahanglan nga medyo ubos, ug sa mas taas nga compression, ang proseso sa self-ignition mahitabo sayo kaayo. compression stroke. Sa parehas nga oras, kini nahimo nga kung gigamit ang diesel fuel, adunay mga problema sa pag-alisngaw sa mga flammable fractions sa diesel fuel, ug nga ang ilang pre-flame nga kemikal nga mga reaksyon labi pa nga gipahayag kaysa sa mga high-octane nga gasolina. Ug usa pa ka hinungdanon nga punto - kini nahimo nga ang mga makina sa HCCI nagtrabaho nga wala’y mga problema hangtod sa 50% nga nahabilin nga mga gas sa katugbang nga mga sagol nga sagol sa mga silindro. Gikan sa tanan nga kini nagsunod nga ang mga gasolina labi ka angay alang sa pagtrabaho sa kini nga klase sa mga yunit ug ang mga pag-uswag gipunting sa kini nga direksyon.

Ang una nga mga makina nga duul sa tinuud nga industriya sa awto diin ang kini nga mga proseso malampuson nga gipatuman sa praktis nga giusab ang mga makina nga VW 1,6-litro kaniadtong 1992. Sa ilang tabang, ang mga tigdesinyo gikan sa Wolfsburg nakahimo sa pagdugang sa pagkaepisyente sa 34% sa bahin nga lulan. Usa ka gamay nga ulahi, kaniadtong 1996, usa ka direkta nga pagtandi sa makina sa HCCI sa usa ka gasolina ug direkta nga iniksyon nga diesel engine nga gipakita nga ang mga makina sa HCCI gipakita ang labing ubus nga konsumo sa gasolina ug mga pagbuga nga NOx nga wala kinahanglan ang mahal nga mga sistema sa pag-injection. sa gasolina.

Unsa ang nahitabo karon

Karon, bisan pa sa pagminus sa mga direktiba, ang GM nagpadayon sa paghimo og mga makina sa HCCI, ug ang kompanya nagtuo nga kini nga klase nga makina makatabang sa pagpaayo sa makina sa gasolina. Ang parehas nga opinyon gihuptan sa mga inhinyero nga Mazda, apan pagahisgutan namon sila sa sunod nga isyu. Ang Sandia National Laboratories, nga nagtrabaho nga kauban ang GM, karon nagpino sa usa ka bag-ong daloy sa trabaho, nga lahi sa HCCI. Gitawag kini sa mga developer nga LTGC alang sa "Low Temperature Gasoline Combustion". Tungod kay sa miaging mga laraw, ang mga mode sa HCCI limitado sa usa ka pig-ot nga sakup sa pag-operate ug wala’y daghang bentaha sa mga modernong makina alang sa pagminus sa kadak-an, ang mga syentista nakadesisyon nga pauswagon gihapon ang sagol. Sa ato pa, aron makahimo nga tukma nga pagkontrol sa labing kabus ug labing kadato nga mga lugar, apan sukwahi sa daghang diesel. Ang mga hitabo sa pagsugod sa siglo gipakita nga ang temperatura sa pag-operate kanunay dili igo aron makumpleto ang mga reaksyon sa oksihenasyon sa mga hydrocarbons ug CO-CO2. Kung ang pagpatubo gipadato ug nahurot, gikuha ang problema, tungod kay ang temperatura niini mosaka sa panahon sa proseso sa pagkasunog. Bisan pa, nagpabilin kini nga igo nga mubu nga dili masugdan ang pagporma sa nitrogen oxides. Sa pagsugod sa siglo, ang mga tigdesinyo nagtuo gihapon nga ang HCCI usa ka alternatibo nga temperatura nga kapilian sa usa ka diesel engine nga wala makamugna mga nitroheno nga okido. Bisan pa, wala usab kini gibuhat sa bag-ong proseso sa LTGC. Gigamit usab ang gasolina alang sa kini nga katuyoan, sama sa orihinal nga mga prototype sa GM, tungod kay kini adunay mas ubos nga temperatura sa pag-alisngaw (ug labi ka maayo nga pagsagol sa hangin) apan labi ka taas nga temperatura sa autoignition. Pinauyon sa mga tigdesinyo sa laboratoryo, ang kombinasyon sa LTGC mode ug spark ignition sa labi nga dili paborable ug lisud nga pugngan nga mga mode, sama sa full load, magresulta sa mga makina nga labi ka episyente kaysa mga downsizing unit. Naghimo ang Delphi Automotive usa ka parehas nga proseso sa pagsunog sa compression. Gitawag nila ang ilang mga laraw nga GDCI, alang sa "Compression Ignition Direct Petrol Injection" (Gasoline Direct Injection ug Compression Ignition), nga naghatag usab sandig ug buhong nga trabaho aron makontrol ang proseso sa pagkasunog. Sa Delphi, gihimo kini gamit ang mga injector nga adunay komplikado nga dinamika sa pag-injection, mao nga, bisan sa pagkaubos ug pagpayaman, ang sagol nga usa ka tibuuk nagpabilin nga igo nga maniwang aron dili maporma ang ulohan ug mubu ang igo nga temperatura aron dili maporma ang NOx. Gikontrol sa mga tigdesinyo ang lainlaing mga bahin sa sagol aron sunugon kini sa lainlaing oras. Ang kini nga komplikado nga proseso nahisama sa diesel fuel, ang pagbuga sa CO2 gamay ug ang pag-umol sa NOx wala’y hinungdan. Naghatag si Delphi dili moubus sa 4 pa ka tuig nga pondo gikan sa gobyerno sa US, ug ang interes sa mga naghimo sama sa Hyundai sa ilang pag-uswag nagpasabut nga dili sila mohunong.

Hinumdoman naton ang Disotto

Ang pag-uswag sa mga tigdesinyo sa Daimler Engine Research Labs sa Untertürkheim gitawag nga Diesotto ug sa start-up ug maximum load mode kini nagtrabaho sama sa usa ka classic nga gasolina nga makina, gamit ang tanan nga mga bentaha sa direktang pag-injection ug cascade turbocharging. Bisan pa, sa ubos hangtod sa medium nga katulin ug mga karga sulod sa usa ka siklo, ang mga elektroniko mopalong sa sistema sa ignition ug mobalhin sa self-ignition mode control mode. Sa kini nga kaso, ang mga hugna sa mga balbula sa tambutso radikal nga nagbag-o sa ilang kinaiya. Nagbukas sila sa labi ka mubu nga oras kaysa sa naandan ug adunay daghang pagkunhod sa stroke - mao nga katunga ra sa mga gas nga tambutso ang adunay oras nga mobiya sa combustion chamber, ug ang nahabilin tinuyo nga gitago sa mga silindro, kauban ang kadaghanan sa kainit nga naa niini. . Aron makab-ot ang mas taas nga temperatura sa mga lawak, ang mga nozzle nag-inject sa usa ka gamay nga bahin sa sugnod nga dili magdilaab, apan motubag sa mga gipainit nga mga gas. Atol sa sunod nga intake stroke, usa ka bag-ong bahin sa sugnod ang gi-inject sa matag silindro sa tukma nga kantidad. Ang balbula sa intake nag-abli sa makadiyot sa usa ka mubo nga stroke ug gitugotan ang usa ka tukma nga metro nga kantidad sa presko nga hangin nga mosulod sa silindro ug magsagol sa magamit nga mga gas aron makagama og usa ka sinagol nga gasolina nga adunay taas nga proporsyon sa mga gas nga tambutso. Gisundan kini sa usa ka compression stroke diin ang temperatura sa sagol nagpadayon sa pagtaas hangtod sa higayon sa pagsunog sa kaugalingon. Ang tukma nga panahon sa proseso makab-ot pinaagi sa tukma nga pagkontrol sa gidaghanon sa sugnod, presko nga hangin ug mga gas sa tambutso, kanunay nga impormasyon gikan sa mga sensor nga nagsukod sa presyur sa silindro, ug usa ka sistema nga makausab dayon sa compression ratio gamit ang usa ka eccentric nga mekanismo. pagbag-o sa posisyon sa crankshaft. Pinaagi sa dalan, ang operasyon sa sistema sa pangutana dili limitado sa HCCI mode.

Ang pagdumala sa tanan niining komplikado nga mga operasyon nanginahanglan ug kontrol nga mga elektroniko nga wala magsalig sa naandan nga set sa gitakda nang daan nga mga algorithm nga makit-an sa naandan nga internal nga pagkasunog nga mga makina, apan gitugotan ang mga pagbag-o sa pasundayag sa tinuud nga oras base sa data sa sensor. Ang buluhaton lisud, apan ang resulta mao ang bili niini - 238 hp. Ang 1,8-litro nga Diesotto naggarantiya sa konsepto nga F700 nga adunay S-Class CO2 emissions nga 127 g/km ug pagsunod sa higpit nga Euro 6 nga mga direktiba.

Text: Georgy Kolev

Panimalay" Mga Artikulo " Mga blangko » Ang Mga Gasolina ug Mga Engine sa Diesel sa Mga Nag-inusara o HCCI nga Mga Engine: Bahin 2